مزرعه بیوتکنولوژی(2)
Pharming
در قسمت اول خواندیم که فارمینگ مولکولی فناوری است که در آن از حیوانات دامی و محصولات کشاورزی برای تولید دارو و مواد غذایی مفید استفاده می شود. گوسفندان، بزها و گاوهای تراریخت به عنوان بیوراکتورهایی برای تولید پروتئین های انسانی با اهمیت در شیر استفاده می شوند. در ادامه با محصولات این فناوری بیشتر آشنا می شویم.
چه نوع محصولاتی با استفاده از فناوری ترارخت ساخته می شود؟
**اولین محصول موفقیت آمیز مهندسی ژنتیک داروهای پروتئینی مانند انسولین، که برای درمان دیابت استفاده می شود، و هورمون رشد بود. این پروتئین ها در مقیاس بزرگ توسط باکتری های مهندسی ژنتیک شده یا مخمر در بیوراکتورهای بزرگ ساخته می شوند. برخی داروها هم در گیاهان ترارخت مانند تنباکو ساخته می شوند.
برخی پروتئین های انسانی که به عنوان دارو استفاده می شوند نیاز به اصلاحات بیولوژیکی دارند که در سلول های پستانداران، از قبیل گاو، بز و گوسفند، می توانند فراهم شوند. برای این نوع داروها، تولید در حیوانات تراریخت یک انتخاب مناسب است. استفاده از حیوانات دامی برای تولید دارو مزایای زیادی دارد چراکه آنها قابلیت تولید مثل دارند، تولیدات منعطف دارند و نگهداری از آنها راحت است. همچنین یک روش تحویل سریع و خوب دارند: شیرشان!
شیر، بهترین راه برای بازیابی مقادیر زیادی از پروتئین کد شده توسط ژن بیگانه (ترنسژن) است. از آن مهمتر اینکه غدد پستانی و شیری بخشی از سیستم اصلی زندگی حیوان نیست و از این روخطر آسیب رساندن به حیوانی که پروتئین بیگانه می سازد چندان وجود ندارد.
شیر، بهترین راه برای بازیابی مقادیر زیادی از پروتئین کد شده توسط ژن بیگانه (ترنسژن) است
چالش موجود این است که ترنس ژن جدید تنها در شیر بیان شود. برای این منظور، دانشمندان ژنی که برای تولید پروتئین دارویی است را به یک DNA نشانه به نام پروموتر، که تنها در غدد پستانی فعال است متصل می کنند. بنابراین ترنسژن، با وجودی که در هر سلولی از حیوان موجود است، تنها در جایی که شیر ساخته می شود فعال است. نمونه هایی از داروهایی که اخیراً آزمایش شده اند آنتی ترومبین III و فعال کنندهی پلاسمینوژن بافتی برای درمان لخته های خونی، اریتروپیتین برای آنمیا، فاکتورهای 8 و 9 انعقادی خون برای هموفیلی و آنتی تریپسین آلفا I برای آمفیزم و فیبروز سیستیک هستند.
مرد عنکبوتی 5: بز عنکبوتی!
بز عنکبوتی می تواند کاربرد جالبی از فناوری تراریخت باشد. طناب های حفاری از جنس ابریشم عنکبوت، از مستحکم ترین مواد شناخته شده است؛ این طناب ها 5 برابر قوی تر از استیل و 2 برابر قویتر از طناب های مقاوم به حرارت کِولر است. افرادی سعی کرده اند که عنکبوت پرورش دهند تا ابریشم آن را برداشت کنند، اما عنکبوت ها بسیار خشن اند و نمی توانند در یک محل نزدیک یکدیگر زندگی کنند. همچنین علاقه به خوردن یک دیگر دارند. از این رو پرورش عنکبوت بازده ای نخواهد داشت.
با این حال ژن های تارهای ابریشمی عنکبوت چندین سال پیش استخراج شده اند و تلاش هایی برای تولید آنها در باکتری ها و کشت سلول پستانداران صورت گرفته است. هنگامی که ژن ها در بز قرار می گیرند و در غدد پستانی بیان می شوند، حیوان پروتئین ابریشم را در شیرش تولید می کند که می تواند به شکل رشته های نازک با همان ویژگی های ابریشم ساخته شده توسط عنکبوت، ریسیده شود و از این الیاف برای تولید جلیقه های ضد گلوله سبک تر و قوی تر، نخ های نازک تر برای جراحی و بخیه یا لباس های غیر قابل تخریب استفاده کرد.
بسیاری از مردم نگرانی های اخلاقی درباره ی لزوم فارمینگ دارند. آیا هدف می تواند وسیله را توجیه کند؟ آیا راه دیگری برای بدست آوردن نتیجه یکسان وجود ندارد؟
فارمینگ، مانند دیگر اشکال تحقیقات حیوانی، دارای پتانسیلی است که سبب آزار و آسیب به حیوانات درگیر در پروژه می شود. چراکه به دلیل طبیعت تصادفی بودن انتقال ژن از طریق ریز تزریق DNA، ژن ها همیشه در بافت هدف یا در سطح مناسب بیان نمی شود. ممکن است که ژن بیگانه در جایی غیر از غدد پستانی فعال شود و پروتئین حاصل برای حیوان سمی باشد.
به علاوه این شانس وجود دارد که DNA ترنسژن هنگامی که به داخل تخم لقاح یافته ریزتزریق می شود خودش را در جایی از ژنوم وارد کند که عملکرد ژن های طبیعی حیوان را مختل کند. اگر این مورد اتفاق بیفتد ممکن است سبب نقص های مادرزادی تکوین ناقص مغز، سرطان، ورم مفاصل، دیابت، یا دیگر مشکلات بالینی در حیوان شود.
ادامه دارد...
سمانه سادات عنایتی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:
Clarke A.R., ed. (2002). Transgenesis Techniques: Principles and Protocols. Totowa, NJ: Humana Press. 351p.
Dove A. (2000). Milking the genome for profit. Nature Biotechnology 18: 1045-1048.
Rittner M., Cummings D. (1999). Animal Pharming: The Industrialization of Transgenic Animals. Centers for Epidemiology and Animal Health
مطالب مرتبط:
